Sininen siirtymä
Sininen siirtymä on yksi esimerkki Doppler-ilmiöstä. Se on punasiirtymän vastakohta.
Dopplerin sinisiirtymä johtuu lähteen liikkeestä kohti havaitsijaa. Termi koskee kaikkea suhteellisen liikkeen aiheuttamaa aallonpituuden pienenemistä, myös näkyvän spektrin ulkopuolella.
Jokaisen heijastuneen tai emittoituneen fotonin tai muun hiukkasen aallonpituus lyhenee kulkusuunnassa.
Dopplerin sinisiirtymää käytetään tähtitieteessä suhteellisen liikkeen määrittämiseen:
- Andromedan galaksi liikkuu kohti omaa Linnunratagalaksia Lähiryhmässä. Maasta katsottuna sen valossa näkyy sinisiirtymä.
- Kaksoistähtijärjestelmän komponentit siirtyvät sinisiirtymällä kohti Maata.
- Kun spiraaligalakseja tarkkaillaan, meitä kohti pyörivällä puolella on pieni sinisiirtymä suhteessa meistä poispäin pyörivään puoleen.
- Blazarit voivat lähettää meitä kohti relativistisia (lähellä valonnopeutta olevia) suihkuja, jotka näkyvät sinisiirtyneinä.
- Läheiset tähdet, kuten Barnardin tähti, liikkuvat meitä kohti, mikä aiheuttaa hyvin pienen sinisiirtymän.
- Kaukaisten kohteiden (korkea z) Dopplerin sinisiirtymä saadaan paljon suuremmasta kosmologisesta punasiirtymästä. Tämä osoittaa suhteellista liikettä laajenevassa maailmankaikkeudessa.
Tähtitieteilijät pystyvät kertomaan, kuinka kauas valo siirtyy, koska tietyillä kemiallisilla alkuaineilla, kuten luissa olevalla kalsiumilla tai ihmisten hengittämällä hapella, on ainutlaatuinen valon sormenjälki, jota millään muulla kemiallisella alkuaineella ei ole. He voivat nähdä, minkä väristä valoa tähdestä tulee, ja nähdä, mistä se on tehty. Kun he tietävät sen, he tarkastelevat eroa sen välillä, missä sormenjälki (jota kutsutaan spektriviivoiksi) on ja missä sen pitäisi olla. Kun he näkevät tämän, he voivat kertoa, kuinka kaukana tähti on, liikkuuko se meitä kohti vai meistä poispäin, ja myös sen, kuinka nopeasti se liikkuu, sillä mitä nopeammin se liikkuu, sitä kauempana spektriviivat ovat siitä, missä niiden pitäisi olla.
Dopplerin punasiirtymä ja sinisiirtymä
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on Doppler blueshift?
V: Doppler blueshift on suhteellisen liikkeen aiheuttama aallonpituuden pieneneminen myös näkyvän spektrin ulkopuolella. Sitä esiintyy, kun valonlähde liikkuu kohti havaitsijaa.
K: Miten tähtitieteilijät voivat käyttää Dopplerin sinisiirtymää suhteellisen liikkeen määrittämiseen?
V: Tähtitieteilijät voivat käyttää Dopplerin sinisiirtymää suhteellisen liikkeen määrittämiseen havaitsemalla kaukaisista kohteista tulevan valon aallonpituuden muutoksia. Jos he esimerkiksi tarkkailevat spiraaligalakseja, meitä kohti pyörivällä puolella on pieni sinisiirtymä verrattuna meistä poispäin pyörivään puoleen. He voivat myös mitata relativistisia suihkuja, jotka näkyvät sinisiirtyneinä, ja lähellä olevia tähtiä, kuten Barnardin tähteä, jotka liikkuvat meitä kohti, jolloin sinisiirtymä on hyvin pieni.
K: Mistä tähtitieteilijät tietävät, kuinka paljon valo siirtyy?
V: Tähtitieteilijät tietävät, kuinka paljon valo siirtyy, koska tietyillä kemiallisilla alkuaineilla, kuten kalsiumilla ja hapella, on ainutlaatuiset valon sormenjäljet, joita ei ole muilla alkuaineilla. Tarkastelemalla näiden spektriviivojen sijainnin ja sen sijainnin välistä eroa, jossa niiden pitäisi olla, tähtitieteilijät voivat kertoa, kuinka kaukana kohde on, liikkuuko se kohti vai poispäin ja kuinka nopeasti se liikkuu, sillä nopeampi liike johtaa siihen, että spektriviivojen etäisyys niiden odotetusta sijainnista kasvaa.
K: Mikä aiheuttaa punasiirtymän?
V: Punasiirtymä johtuu lähteen liikkeestä poispäin havaitsijasta, mikä kasvattaa sen aallonpituutta. Se tapahtuu, kun kohde siirtyy kauemmas Maasta avaruusajan laajenemisen tai kosmisen laajenemisen vuoksi, joka johtuu siitä, että pimeä energia työntää materiaa erilleen ajan myötä.
K: Mitä tarkoittaa "korkea z"?
V: Korkea z tarkoittaa kohteita, joilla on suuri punasiirtymä, mikä tarkoittaa, että ne ovat hyvin kaukana ja liikkuvat nopeasti poispäin Maasta, koska pimeä energia työntää materiaa ajan myötä erilleen ja aiheuttaa kosmisen laajenemisen.
K: Miten kosmologinen punasiirtymä eroaa Dopplerin sinisiirtymästä?
V: Kosmologinen punasiirtymä eroaa Dopplerin sinisiirtymästä, koska kosmologinen punasiirtymä johtuu kosmisesta laajenemisesta, kun taas Dopplerin sinisiirtymä johtuu kahden kohteen välisestä suhteellisesta liikkeestä, kuten siitä, että yksi kohde lähestyy toista kohdetta tai että kaksoistähtijärjestelmän yksi osa liikkuu kohti Maata.
